Tiết kiệm thức ăn gia súc với enzyme đa thành phần

Tổng hàm lượng polysaccharides không bột (NSP) trong khẩu phần ăn hoàn toàn của gia cầm và lợn có thể nằm trong khoảng 10-16% và chất phức tạp của chúng trong nguyên liệu khác nhau tạo nên một lĩnh vực nghiên cứu thú vị, nhưng phức tạp. Trong ngũ cốc, các lớp bên ngoài và vách tế bào nội nhũ chủ yếu được tạo thành từ arabinoxylans (AX) và beta-glucans.

Các thành phần chính xác của mỗi loại thay đổi theo hạt. Lúa mì chứa khoảng 11-12% NSP, trong đó AX chiếm ưu thế (71%). Cấu trúc này đòi hỏi chủ yếu enzyme xylanase để làm suy giảm phần NSP. Lúa mạch có chứa hơn 16% NSP, và hàm lượng beta-glucans tan cao, điều này gây ra tính nhớt ở ruột. Do đó, các nhà dinh dưỡng thường miễn cưỡng sử dụng hàm lượng lúa mạch cao (chủ yếu ở gia cầm), do nguy cơ giảm hiệu suất và đi phân lỏng.

Để tránh nguy cơ này, và cung cấp cho các nhà dinh dưỡng sự linh hoạt để xây dựng hàm lượng lúa mạch cao hơn (> 20%) thì việc kết hợp xylanase và beta-glucanase được khuyến khích. Yến mạch, lúa mạch đen lai lúa mì đều chứa hàm lượng đáng kể beta-glucans hòa tan và không hòa tan. Trong lúa mì đen, beta-glucans không hòa tan chứa hàm lượng cao hơn so với loại hòa tan, gây ảnh hưởng bất lợi đối với các chất dinh dưỡng.

Với những khác biệt rõ rệt ở hàm lượng NSP trong các nguyên liệu thô, cần nhiều carbohydrase để cải thiện việc thải các chất dinh dưỡng và giảm độ nhớt.

Độ nhớt: vấn đề tiếp diễn

Mặc dù độ nhớt cao được cho là có thể gây tổn hại đến hiệu suất của các loài chim đang phát triển nhanh như gà thịt và gà tây nhưng giống lúa mì hiện nay có độ nhớt thấp hơn so với cách đây 15 năm. Tuy nhiên, độ nhớt của lúa mạch, lúa mạch đen và lúa mì đen vẫn còn phổ biến, có giá trị cao được báo cáo ở các loại lúa mì trên một số khu vực.

Yếu tố góp phần vào tác động tiêu cực của NSP hòa tan đến hiệu suất đã được nghiên cứu rộng rãi. Ví dụ, NSP hòa tan được phát hiện là gây tăng độ nhớt ruột, dẫn đến giảm tốc độ và khả năng di chuyển khắp đường tiêu hóa. Điều này ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả trộn và hạn chế enzym nội sinh đi vào. NSP cũng làm tăng độ dày của lớp nhầy ở niêm mạc.

Những cơ chế này có thể dẫn đến giảm hiệu quả tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng. Một vấn đề khác là sự ảnh hưởng của độ nhớt cao vào mất cân bằng ruột động vật, với sự gia tăng các báo cáo về viêm ruột hoại tử kết hợp với chế độ ăn chứa lúa mì và lúa mạch.

Ảnh hưởng của nhiệt độ cao

Trong những năm gần đây, nhu cầu ngày càng tăng về thức ăn chăn nuôi an toàn và kiểm soát khuẩnSalmonella đã tăng nhiệt độ ép viên thức ăn.Mặc dù điều này thuận lợi cho chất lượng thức ăn viên và tính đồng nhất của lượng thức ăn đưa vào nhưng nó cũng gây ra sự thay đổi hóa học trong thức ăn, chẳng hạn như sự biến tính protein và tăng hòa tan NSP.

Nhiệt độ cao khử hoạt tính enzym nội sinh trong ngũ cốc và kết hợp với những thay đổi hóa học có liên quan đến chất xơ hòa tan, làm tăng chất nhầy trong chế độ ăn uống. Sự gia tăng này là do những thay đổi ở polime hóa của các phần NSP tan. Vì vậy, xử lý nhiệt của chế độ ăn giàu NSP hòa tan có thể ảnh hưởng tiêu cực đến lượng dinh dưỡng.

Để giảm bớt vấn đề này, các enzyme ngoại sinh được thêm vào để làm suy giảm NSP tan. Bởi vì sự nhạy cảm của các enzyme ngoại sinh bị bất hoạt bởi nhiệt độ cao nên tính chịu nhiệt là một khía cạnh chất lượng quan trọng của một carbohydrase. Để vượt qua những thách thức này, công nghệ chứa hạt ngũ cốc chịu nhiệt (GT) gần đây nhất từ Novozymes đã được áp dụng cho carbohydrase * đa thành phần để phát triển một carbohydrase chịu nhiệt mới.

Thử nghiệm trên gia cầm

Nhiều thử nghiệm chứng minh tỷ lệ phục hồi 90% sau khi ép viên ở 90 °C, tạo ra enzyme đa thành phần chịu nhiệt nhất trên thị trường. Để chứng minh rằng tính nhớt là rõ rệt và tiêu cực tương quan với hiệu suất, một thử nghiệm gà thịt được thực hiện với chế độ ăn uống dựa trên sự pha trộn lúa mì và lúa mạch (25/35%). Theo kết quả nghiên cứu, giảm độ nhớt 2 mPa.s trong hồi tràng sẽ cải tiến 4% chuyển hoá thức ăn.

Điều này đã được xác nhận bởi các nghiên cứu tương tự khác, cho thấy rằng độ nhớt thấp có thể có tác động đáng kể đối với hiệu suất tiêu hóa. Các thử nghiệm bao gồm so sánh sản phẩm đa thành phần có sẵn thương mại (enzyme xylanase và beta-glucanase). Mặc dù chuyển đổi thức ăn cải thiện được ghi nhận do độ nhớt thấp nhưng sản phẩm không phù hợp với việc thực hiện carbohydrase đa thành phần *.

Điều này một phần có thể được giải thích bởi sự chịu nhiệt thấp của sản phẩm so sánh. Sau khi ép viên thức ăn ở 75 °C, tốc độ phục hồi chỉ có 56% trong khi carbohydrase đa thành phần * có tỷ lệ phục hồi 100%. Cũng có những khác biệt đáng chú ý giữa đối thủ cạnh tranh khác nhau, xét về tiềm năng bụi.

Tính ổn định cao

Mặc dù tiềm năng lớn nhất cho sự biến tính của các enzym trong toàn bộ quá trình thức ăn là điều kiện ép viên (nhiệt, độ ẩm và áp lực cơ học) nhưng các yếu tố quan trọng khác bao gồm việc bảo quản và ổn định hòa trộn. Ví dụ, với nhiệt độ môi trường cao (> 25 ° C), điều kiện bảo quản có hại cho sự ổn định các enzym. Trong sự kết hợp với nhiệt độ bảo quản cao, sự biến tính có thể tác động đến hiệu quả enzym trong thức ăn.

Vấn đề ở chân và xương được báo cáo như một hệ quả của việc bảo quản lâu các enzyme phytase. Mất hoạt tính của enzym carbohydrase có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất (chuyển đổi thức ăn, phân lỏng), đặc biệt là nếu được xây dựng với một chiến lược tiết kiệm chi phí thức ăn (thức ăn năng lượng thấp hơn). Do đó, quan trọng là carbohydrase hiệu quả được cung cấp trong một hình thức ổn định để đảm bảo hiệu suất tốt hơn hoặc tiết kiệm chi phí thức ăn cao hơn.

Thử nghiệm kỹ các sản phẩm nguyên chất trộn lẫn vào vô số các loại thức ăn, cho thấy rằng hiệu suất ổn định của carbohydrase mới đa thành phần * là cao. Vitamin, khoáng chất và nguyên tố vi lượng thường được tìm thấy trong các loại thức ăn cũng có thể làm thay đổi tính ổn định của enzyme và vì vậy làm giảm hoạt động enzyme. Kết luận là, các enzyme đa thành phần chịu nhiệt cho thấy sự cải thiện trong việc sử dụng dinh dưỡng, cho phép xây dựng chế độ ăn uống với năng lượng và chi phí thức ăn toàn bộ thấp hơn.

Nguồn: AllAboutFeed, 30/05/2014

Biên dịch: NGỌC THƠ

Biên soạn: 2LUA.VN